一種嵌入式的太陽能干燥實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

3.3 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用北京亞控公司的組態(tài)王軟件完成對(duì)上位機(jī)監(jiān)測和控制界面的設(shè)計(jì)。上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)干燥室內(nèi)溫濕度等參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示以及恒溫干燥溫度、濕度上限的設(shè)定，設(shè)計(jì)選用Access2010數(shù)據(jù)庫作為記錄的數(shù)據(jù)庫，便于數(shù)據(jù)的保存與分析。

應(yīng)用組態(tài)王軟件新建一個(gè)太陽能干燥監(jiān)測和控制系統(tǒng)，選用單片機(jī)通信協(xié)議并通過RS 485 接口實(shí)現(xiàn)與嵌入式處理器的通信。上位機(jī)軟件界面采取分區(qū)設(shè)計(jì)，界面由顯示區(qū)和操作區(qū)構(gòu)成。顯示區(qū)包括溫濕度、轉(zhuǎn)速、排氣扇狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示以及溫濕度變化趨勢(shì)圖。操作區(qū)可實(shí)現(xiàn)對(duì)恒溫干燥溫度和濕度上限的人工設(shè)定。

上位機(jī)軟件界面如圖7所示。

4 運(yùn)行測試結(jié)果與分析

目前本文設(shè)計(jì)的嵌入式太陽能干燥實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制系統(tǒng)已經(jīng)在某農(nóng)場的牧草干燥作業(yè)中順利運(yùn)行了6個(gè)多月的時(shí)間。在前期的干燥作業(yè)中，在通過設(shè)置不同的溫濕度條件并對(duì)系統(tǒng)采集到的溫濕度數(shù)據(jù)以及對(duì)干燥物料品質(zhì)進(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上，確定最佳的干燥溫度與濕度上限以供后期規(guī)模化干燥作業(yè)參考。在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中，干燥室內(nèi)實(shí)際溫度值與設(shè)定值間的誤差能夠保持在0.5 ℃以內(nèi)，較為理想。使用本系統(tǒng)進(jìn)行干燥的牧草在干燥過程中為最佳溫濕度條件的恒溫適濕干燥，芳香性氨基酸以及蛋白質(zhì)保存較好，因此干燥后的牧草適口性好、家畜的消化能攝入量高，即牧草的干燥品質(zhì)較好，且單位耗電量僅為0.15 kW·h/kg.表1是系統(tǒng)在2013年6月7日干燥作業(yè)中采集到的部分?jǐn)?shù)據(jù)，系統(tǒng)設(shè)定干燥溫度為51 ℃，設(shè)定濕度上限為48%.

5 結(jié)語

本文詳細(xì)介紹了基于STM32和FreeRTOS的嵌入式太陽能干燥實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。方案采用具有Contex-M3內(nèi)核的STM32嵌入式微處理器，使系統(tǒng)小型化，且便于提高性能以及與各種外設(shè)連接擴(kuò)展。將嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)FreeRTOS移植到STM32,使系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定，具有高實(shí)時(shí)性、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。系統(tǒng)整體造價(jià)較為低廉，宜于推廣使用，且經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用驗(yàn)證：采用本嵌入式太陽能干燥實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制系統(tǒng)的干燥設(shè)備更加節(jié)能高效，干燥物料的品質(zhì)也有所提高。